2.3 物质进出细胞的运输方式.docxVIP

第二章细胞的结构和生命活动

第三节物质进出细胞的方式

一、渗透作用

1.渗透作用：水分子（或其它溶剂分子）透过半透膜的扩散。

注意：渗透不等同与扩散，是一种特殊的扩散。

2.渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。

注意：单位体积溶液中溶质微粒的数目越多，物质的量浓度越大，渗透压越大，吸水能力越强！

3.渗透发生的条件：①半透膜；②半透膜两侧具有浓度差（注意：该浓度是指物质的量浓度）

4.渗透过程中水分子运动的方向：①水分子多→水分子少；②低浓度溶液→高浓度溶液；③渗透压低→渗透压高。

5.渗透平衡：

①液面高度不发生变化，水分子进出相等，

即动态平衡。

②渗透平衡时：渗透压=静水压

③C表示溶液浓度：

平衡前：C内＞C外

渗透过程：C内↓，C外↑

平衡后：C内＞C外（由于高度差的存在）

C内与C外的浓度差越大，高度差就越大。

6.动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统：

①细胞质膜相当于一层半透膜（细胞胞膜具有选择透过性）；②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差。

a.放在高渗溶液：外界溶液浓度细胞质的浓度，动物细胞会失水皱缩（水出的比进来的多）。

b.放在等渗溶液：外界溶液浓度=细胞质的浓度，动物细胞会维持原有形态（水进来等于水出去）。

c.放在低渗溶液：外界溶液浓度细胞质的浓度，动物细胞会吸水膨胀（水进来的比出去的多）。

注意：红细胞的血红蛋白相当于蔗糖分子，细胞质膜相当于半透膜，但是不等同于半透膜

7.植物细胞细胞失水或者吸水也是发生渗透，因为：①原生质层相当于半透膜；②细胞液与外界溶液之间存在浓度差。

（1）原生质层：细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，称为原生质层。原生质层具有选择透过性，相当于一层半透膜。

（2）浓度差：细胞内的液体环境主要是指液泡内部的细胞液，当它和外界溶液有浓度差时，细胞发生吸水或失水。

（3）植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。

8.探究植物细胞的失水和吸水实验：

实验过程：

实验现象：

实验结论：

①当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。

②当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。

注意：

A.在质壁分离过程中细胞液浓度变大，吸水能力变强，浓度差变小，失水速率变慢；

B.在质壁分离停止时，细胞液浓度和外界溶液浓度相等；

C.在质壁分离复原的过程中细胞液浓度变小，吸水能力变弱，浓度差变小，吸水速率变慢；

D.外界溶液是清水，在质壁分离复原停止时，细胞液浓度大于外界溶液浓度；（因为存在细胞壁）

E.介于细胞质膜和细胞壁之间的溶液是外界溶液；

F.植物细胞会由于吸水过多不会涨破。（因为有细胞壁的支持和保护）

9.继续探究：

（1）质壁分离的内因和外因：

内因：原生质层具有选择透过性；原生质层的伸缩性细胞壁的伸缩性

外因：外界溶液浓度细胞液浓度

（2）实验材料要求：活细胞，具有大液泡，具有细胞壁

最佳实验材料：紫色洋葱鳞片液外表皮细胞（因为有紫色大液泡，便于观察）

黑藻也可以（原因：黑藻是高等植物细胞，含有大液泡和大而清晰的叶绿体，原生质层呈绿色，能观察到质壁分离及复原现象）

紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞也可以（方法：外界溶液可以加胭脂红或红墨水）

（3）引流法：引流时要重复几次，目的是使洋葱鳞片叶表皮细胞完全浸润在加入的液体中。

（4）对照原则：本次三次观察都在低倍显微镜下，遵循对照原则，1和2次观察是一组自身前后对照，2和3是一组自身前后对照；所以第一次观察千万不能省略，作用是作为对照；

（5）外部溶液浓度：0.3g/mL的蔗糖溶液

①如果滴加的是0.5g/mL的蔗糖溶液发生质壁分离，但不能质壁分离复原。（因为溶液浓度过高，细胞过度失水，导致死亡。）

注：质壁分离不能复原的原因：a.外界溶液浓度过高，失水过多；b.质壁分离时间过长，失水过久。

②如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，植物细胞会吸水引起质壁分离自动复原。（原因：细胞吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，细胞渗透吸水）

③若加入醋酸、盐酸、酒精溶液等：无质壁分离及复原现象，因为这些溶液能杀死细胞。

10.植物细胞的质壁分离及复原实验应用：

①判断成熟植物细胞的死活；

②测定细胞液浓度范围；

③比较不同植物细胞的细胞液浓度；

④比较未知浓度溶液的浓度大小；

⑤鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）。

二、物质进出细胞的方式

（一）被动运输

1.概念：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学物质所释放的能量，这种物质跨膜运输的方式称为被动运输。分为简单扩散和协助扩散

2．类型

方式

自由扩散（简单扩散）

协助扩散（易化扩散）

特点

物质通过简单的扩散作用进出细胞

借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散

扩散方向

高